Kohlenstoffeinsparung bei der Herstellung von Halbleitern: Der Vorteil der Infrarot-Heizung
Die Herstellung von Halbleitern erfordert viel Wärme sowie hohe Präzision. Wenn man jedoch weiterhin auf herkömmliche Widerstandsheizungen setzt, zahlt man im Grunde dafür, die Luft im Raum zu erwärmen – anstatt den Wafer selbst. Das ist langsam, verschwenderisch und kostet viel Energie.
Deshalb kommen Kurzwellen-Infrarotlampen ins Spiel. Anstelle des gesamten Umfelds werden mit diesen Lampen die Wafer direkt erhitzt. Es handelt sich dabei um eine gezielte Heizung.
Warum Kurzwellen?
Man kann das mit dem Unterschied zwischen einem Schongarer und einer schnellen Bratmethode vergleichen. Kurzwellenemitter erreichen höhere Temperaturen und liefern mehr Energie in einem kleineren Raum. Das Ergebnis? Die gewünschte Temperatur wird deutlich schneller erreicht. Man muss nicht lange warten, bis die Wärme in den Wafer eindringt. Es geht also sehr schnell. Und das bedeutet, dass pro Wafer deutlich weniger Kilowattstunden benötigt werden.
Das Schwierige: Die Hardware
Es handelt sich dabei nicht einfach um „Plug-and-Play-Lösungen“. Bei solch hohen Leistungen wird es heiß – und ich meine damit nicht nur den Wafer. Man muss gut auf die Kühlung achten. Wenn man die Hitze, die sich um die Lampen ansammelt, nicht kontrolliert, wird die Ausrüstung viel zu schnell beschädigt. Wir haben festgestellt, dass die Kombination dieser Lampen mit einem PID-Controller die einzige Möglichkeit ist, alles stabil zu halten und zu verhindern, dass der Wafer überhitzt.
Wirklich „grün“ werden
„Grüne Fabriken“ klingen wie ein Marketing-Spruch – doch in Wirklichkeit geht es darum, Energie zu sparen. Mit Infrarot-Heizung können diese riesigen Vorheizöfen weggelassen werden. Die Heizung wird erst dann aktiviert, wenn der Wafer in Position ist. Kein unnötiger Energieverbrauch mehr.
Es gibt allerdings einen Haken: Die Stromversorgung kostet mehr, und man muss darauf achten, dass die Quarzröhren sauber bleiben. Wenn sie schmutzig werden, sinkt die Effizienz – und die Energieeinsparungen verschwinden. Halten Sie die Glasröhren sauber, dann übernimmt das System die Arbeit für Sie.